Создание химического препарата для защиты сельскохозяйственных культур на основе промышленных отходов

АННОТАЦИЯ

В статье обсуждаются научные соображения по созданию малотоксичного химического препарата, защищающего растения комплексным способом, на основе местного сырья и промышленных отходов.

ABSTRACT

The article discusses scientific considerations for the creation of a low-toxic chemical preparation that protects plants in an integrated way based on local raw materials and industrial waste.

Ключева слова: растения, болезни, вредители, фунгициды, инсектициды, известняк, углекислый отход, сера.

Keywords: plants, diseases, pests, fungicides, insecticides, limestone, carbon dioxide, sulfur.

Урожайность в республике из года в год снижается, несмотря на меры, направленные на углубление экономических реформ в сельском хозяйстве, модернизацию всех секторов промышленности, эффективное использование земельных и водных ресурсов, внедрение современных эффективных агротехнологий.

По данным, в год 35 % растений, выращиваемых во всем мире, погибают, еще 14 % погибают из-за вредителей и при транспортировке и хранении [1].

Несмотря на наличие рекомендаций, разработанных учеными аграрного сектора республики, все же наблюдается ущерб в результате неполного их использования в сельском хозяйстве от вредителей и болезней. Географическое положение и почвенно-климатические условия республики очень благоприятны для развития всех видов сельского хозяйства

Это, в свою очередь, способствует распространению различных вредителей, поражающих сельскохозяйственные культуры. Хотя вредитель питается почти всеми частями хлопка, основной ущерб (более 80 %) наносят вредители, питающиеся его органами.

В целом ущерб, наносимый хлопку членистоногими, варьируется от региона к региону и по стране и составляет в среднем 19 %. В Узбекистане насчитывается 214 видов членистоногих, в том числе 203 вида насекомых [12].

Сегодня используются методы организационного ведения сельского хозяйства, агротехнической, биологической и химической борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур [8].

Использование химических методов борьбы с вредителями отличается простотой и быстрой эффективностью.

Многие пестициды импортируются за счет иностранной валюты. Это, в свою очередь, доставляет неудобства фермерам.

Следует отметить, что 88 из 150 основных химических веществ производятся непосредственно из серы или ее производных [2].

Сера играет важнейшую роль в приготовлении минеральных удобрений и инсектицидов для борьбы с болезнями растений.

Сера – один из наиболее широко используемых в стране инсектицидов против паслена, люцерны, гранатового червеца комстока, инжирного червя-бабочки и других вредителей грызунов.

Сера обладает репеллентными свойствами. Многие отрасли современной химической промышленности не могут функционировать без серы и ее соединений. Однако недостатком элементарной серы является то, что она очень плохо абсорбируется водой, т.е. гидрофобна. Это затрудняет получение химикатов из серы, используемых против сельскохозяйственных вредителей и болезней. Препараты серы в составе инсектицидов не опасны для человека и домашнего скота.

В качестве серных инсектицидов используются: известковый серный отвар (ISO), серный тальк, коллоидная сера. Но у этих инсектицидов есть определенные недостатки. Например, процесс получения ISO сложен и требует много времени и энергии.

Серный тальк – это желтый тальк, не растворяющийся в воде. Поэтому приготовить из него суспензию невозможно, да и расход при использовании велик.

Коллоидная сера представляет собой желтовато-серую пасту, не обладающую хорошей гидрофильностью в воде. При хранении в герметичных контейнерах она высыхает и становится непригодной для суспендирования [7].

Сера улучшает состояние почвы и повышает устойчивость растений к различным заболеваниям [3].

Исследования Б.С. Болтаева показали, что применение против пауков на хлопке 2 %-ной суспензии серы, пропитанной водой, дало высокий биологический эффект и увеличивало урожайность хлопка на 3,7–6,0 центнеров, улучшало технологические свойства волокна [4].

Также было изучено влияние серы на состояние почвы и ее способность накапливать водорастворимые питательные вещества в почве [11].

В научных исследованиях С. Гулимова установлено, что препараты серы положительно влияют на развитие хлопчатника. С развитием обработанных серой растений, появлением бутонов и стеблей было обнаружено, что эти растения отличаются от растений в той местности, где сера не используется, а урожайность на 7–12 % выше [10]. В результате недостатка серы жилки листьев растений желтеют. Это также снижает их устойчивость к низким температурам, засухе и болезням.

Из-за отсутствия соединений серы в сельскохозяйственных культурах, особенно хлопке, такие земли необходимо восполнить запасами серы.

Препараты серы обладают высокой эффективностью против расслоения, ржавчины и других болезней растений, особенно болезней и зимующих вредителей плодовых деревьев, обладают защитными и лечебными свойствами против патогенов. Растения усваивают серу из солей серной кислоты, и сера возвращается в организм. После гибели растений и животных происходит минерализация белков и других органических веществ. При этом наблюдается выделение серы в виде H₂S. Сероводород, в свою очередь, разлагается в присутствии серных бактерий с образованием серной кислоты, которая реагирует с катионами почвы с образованием солей, которые легко усваиваются растениями [8].

Защита сельского хозяйства от вредителей – сложный и трудный процесс. Целесообразно все работы в этом направлении вести в соответствии с современными требованиями, экономно и экологически. Влияние серы на вредителей хлопководства широко изучалось во многих научных исследованиях. На полях, где существует риск заражения паутинным клещом, проблема была решена путем культивирования рядов шириной 30 метров на краю поля с использованием одного из специальных акарицидов, безвредных для серных пестицидов и полезных насекомых, до тех пор, пока хлопок не будет пропален. На таких полях поражение хлопка пауками снижается на 75–80 %.

При выполнении этой задачи вместо импортных фунгицидов и инсектицидов появляется возможность создать малотоксичный химический продукт на основе местных минералов и промышленных отходов, который комплексно защищает сельскохозяйственные культуры от болезней и различных вредителей. Наша страна – одна из стран с огромными запасами полезных ископаемых и сырья. В настоящее время выявлено более 1717 месторождений перспективных полезных ископаемых. Организация промышленного производства препаратов с инсектицидными свойствами из минерала известняка, разработка его нормативно-технической документации требует информации, описывающей физико-химические и механические свойства минерала.

Определение насыпной плотности необходимо при проектировании складов, подборе бункеров и транспортного оборудования.

Например, образцы известняка имеют объемный вес 2042–2097 г/см³ при средней влажности 1,02–3,19 % и удельном весе 3089–3117 г/см³.

При увеличении влажности до 5 % их значение увеличивается в среднем в 2,12 и 1,87 раза соответственно. Естественный угол откоса в известняках 65–85°, в сере – 44–45°. Их относительная плотность колеблется в диапазоне 2,051–2,731 г/см³. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Зернистость сырья, %

Скорость влагопоглощения образцов сырья также исследовали в условиях относительной влажности 50, 85 и 100 % в эксикаторах. Физико-химические и товарные свойства использованных образцов известняка и серы преведени в таблице 2.

Таблица 2.

Физико-химические и товарные свойства образцов известняка и серы

Равновесие влагопоглощения сырья выдерживалось в течение 11 дней, и их значение не превышало 1,8–3,0 % при относительной влажности 50–85 %. При относительной влажности 100 % влагопоглощение образцов не превышает 0,98–1,0 % по сере и 5,98 % по известняковой муке. Состав проб известняка и серы изучен методами радиографического и термического анализа. Результаты радиографического и термического анализа известняка показали, что состав основного количества карбонатов кальция подтвержден результатами химического анализа.

При термическом анализе серы наблюдалось три эндотермических 110, 130, 188 °С и три экзотермических 354, 429, 652 °С эффекта. При термическом анализе эндотермических и экзотермических эффектов были обнаружены потери. На рисунке 1 преведены результаты этих потерь.

Рисунок 1. Дериватограмма серы

Вывод. Таким образом, было описано значение пестицидов для выращивания богатых культур.

Было признано, что вместо импортных фунгицидов и инсектицидов можно создать малотоксичный химический продукт на основе местных минералов и промышленных отходов, который комплексно защищает сельскохозяйственные культуры от болезней и различных вредителей. Состав и свойства сырья, подобранного для создания малотоксичного химического препарата, защищающего сельскохозяйственные культуры от вредных насекомых из известняка и промышленных отходов, изучены с помощью методов химического, физико-химического, физико-механического анализа. Баланс влагопоглощения сырья не превышает 1,8–3,0 % при относительной влажности 50–85 %. При относительной влажности 100 % влагопоглощение образцов не превышало 0,98–1,0 % для серы и 5,98 % для известняковой муки.

Список литературы:

1. 2018 йил – Фаол тадбиркорлик, инновацион ғоялар ва технологияларни қўллаб – қувватлаш йили» га бағишланган профессор – ўқитувчи ва ёш олимларнинг II илмий – амалий анжумани материаллари тўплами. – Тошкент, 2018. – 441 б.
2. Активация природного фосфатного сырья / Б.М. Беглов, Ш.С. Намазов, Х.Ч. Мирзакулов, Т.Ж. Умаров. – Ташкент – Ургенч : Хорезм, 1999. – 112 с.
3. Асқаров М., Қадимий ва навқирон химия. – Тошкент, 1990. – Б. 76–78.
4. Болтаев Б.С. Эффективность новых препаративных форм серы против паутинного клеща на хлопчатнике: Автореф. дис. ... канд. хим.-физ. наук. – М., 1988. – 18 с.
5. Валников И.У., Егоров С.Г. Влияние серосодержащих удобрений на урожай культур в условиях Среднего Поволжья // Агрохимия. – 1976. – № 8. – С. 100–104.
6. Васхинил Ф.Ю. Роль серы в жизнедеятельности животного организма // Химия в сельском хозяйстве. – М., 1981. – № 9. – С. 49–54.
7. Ғўзани зараркунанда, касаллик ва бегона ўтлардан ҳимоя қилиш. Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси ҳузуридаги кимёлаштириш ва ўсимликларни ҳимоя қилиш воситалари давлат комиссияси. – Тошкент, 2002. – 380 б.
8. Қулматов Р.А., Зокиров Х.Х., Хўжабеков У.Х. Деҳқончилик кимёсига доир қўлланма. – Тошкент, 1998. – Б. 36–38.
9. Маслова И.Я. Условия возникновения относительного дефицита серы и особенности его влияния на продуктивность яровой пшеницы // Агрохимия. – 1980. – № 4. – С. 82–88.
10. Проблемы классификации и сертификации по химическому составу некоторых пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве Республики Узбекистан / М.А. Марупова [и др.] // Universum: технические науки. – 2019. – № 11-1 (68).
11. Хамракулов З.А., Мамажонова Р.Т., Юсупова Н.А. Растворимость в системе карбамид – ацефат – вода // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. – 2020. – № 11 (80) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10958 (дата обращения: 08.12.2020).
12. Хўжаев Ш.Т. Ўсимликларни зараркунандалардан уйғунлашган ҳимоя қилиш ҳамда агротоксикология асослари. – Ташкент : Наврўз, 2014. – Б. 122–132.